富源煙區(qū)不同前作烤煙主要化學(xué)成分差異及其協(xié)調(diào)性研究

劉加紅，解 燕，2，張拯研，黃夸克，李 強(qiáng)，2，戴紹明，郭常德，張瑞勤

（1.云南省曲靖市煙草公司，云南 曲靖 655000；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草科學(xué)與健康重點實驗室，湖南 長沙 410128)

作物在田間完成一個生產(chǎn)周期后，所遺留下來的根際土壤環(huán)境稱之為“茬口”。前茬（前作）對后茬（作）生產(chǎn)的影響大小稱之為“茬口效應(yīng)”或“前作效應(yīng)”，不同前作對后作的茬口效應(yīng)是不同的。生產(chǎn)中，正確地選擇茬口，合理地為后作選擇適宜茬口或制定施肥方案，對于前后作相互銜接，揚(yáng)長避短，趨利避害，取得最大經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益是十分關(guān)鍵的。前人相關(guān)的研究主要集中在玉米、小麥、水稻、大豆、牧草等作物上，烤煙生產(chǎn)中對前作的選擇則主要集中在考慮減輕烤煙的病蟲害方面，而對前作如何影響烤煙的生長發(fā)育，特別是對煙葉品質(zhì)和化學(xué)成分影響的研究相對較少。鑒于此，選擇云南曲靖市富源煙區(qū)常見的烤煙前作進(jìn)行試驗，研究不同前作烤煙主要化學(xué)成分的差異，以期為烤煙優(yōu)化布局和輪作周期中前作的選擇和不同前作條件下烤煙的配套生產(chǎn)技術(shù)研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

試驗地位于云南省曲靖市富源煙區(qū)，該煙區(qū)地處東經(jīng)103°58?～104°49?，北緯25°～25°58?之間。境內(nèi)海拔最高點墨紅鎮(zhèn)營盤山為2 748.9 m，最低點古敢水族鄉(xiāng)的特土峽谷為1 100 m。年均氣溫13.8℃，年均降雨量1 100 mm，年均日照數(shù)1 773.9 h；年均無霜期為242 d。該煙區(qū)植煙土壤類型以紅壤為主，其次是紫色土和黃壤。

1.2 定位試驗及取樣

對當(dāng)?shù)刂饕目緹熐白鬟M(jìn)行調(diào)查，選擇代表性的烤煙前作安排定位取樣試驗。定位試驗選擇面積不小于2 668 m2的紅壤田塊（田塊內(nèi)前作一致，以便于烘烤和取樣）。供試品種為云煙85，各試驗點均采用漂浮育苗法培養(yǎng)的高莖壯苗，于2008年4月27日至4月29日統(tǒng)一集中移栽，株行距為60 cm×120 cm，施用純氮6.5 kg/667m2，氮磷鉀比例為1∶1∶3，烘烤使用QJ-III型烤房（立式密集型）采取三段式烘烤工藝進(jìn)行。其它管理按曲靖優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行?？緹熓斋@時實行單收單烤，取樣由專職評級人員統(tǒng)一按照“GB 2635-92烤煙”標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，上部葉取B2F（上部桔黃二級），中部葉取C3F（中部桔黃三級），下部葉取X2F（下部桔黃二級），等級合格率達(dá)到85%以上。每個樣品取3.0 kg。

1.3 測試分析和數(shù)據(jù)處理

水溶性總糖采用沸水浸提—銅還原—直接滴定法；總氮采用濃硫酸—雙氧水消化—凱氏定氮法；煙堿采用活性炭—紫外分光光度法；鉀采用乙酸提取，火焰光度法；淀粉采用HCl水解—銅還原—直接滴定法；氯采用離子色譜法測定。獲取的222份煙葉數(shù)據(jù)，全部用于統(tǒng)計分析。采用SPSS16.0統(tǒng)計軟件完成數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同前作烤煙主要化學(xué)成分的差異

烤煙的化學(xué)成分含量在不同前作間存在一定差異（表1）。結(jié)果顯示不同前作烤煙的總糖含量存在顯著差異（Sig=0.045）。蠶豆茬和空閑地烤煙總糖含量較高，豌豆茬烤煙總糖含量最低，前后兩者差異達(dá)顯著水平，其他前作烤煙總糖含量差異不顯著；不同前作烤煙還原糖含量存在一定差異（SigC3F=0.545）。不同前作烤煙的還原糖以蠶豆最高，綠肥最低，但各前作烤煙還原糖含量差異不顯著；不同前作的烤煙總氮含量存在顯著或極顯著差異（Sig=0.046）。C3F等級以綠肥茬烤煙總氮含量最高，與油菜茬相比，差異達(dá)顯著水平，其他前作烤煙總氮含量差異不顯著；不同前作烤煙煙堿含量存在顯著差異或極顯著差異。以綠肥茬烤煙煙堿含量最高，空閑地烤煙煙堿含量最低，前后兩者差異達(dá)顯著水平，其他前作烤煙煙堿含量居中，與綠肥茬烤煙相比差異不顯著，但與空閑地相比差異達(dá)顯著水平；不同前作烤煙的鉀含量存在顯著或極顯著差異?？臻e地和小麥茬烤煙鉀含量較高，與玉米茬及油菜茬相比差異分別達(dá)0.01和0.05的顯著水平，與其他前作烤煙鉀含量差異不顯著；總的來說，8個前作烤煙氯含量均偏低，大多數(shù)樣品氯含量在0.2%以下。不同前作烤煙氯含量存在顯著或極顯著差異（Sig=0.040）。大麥茬烤煙氯含量最高，玉米茬氯含量最低，前后兩者間差異達(dá)極顯著水平，其他前作烤煙氯含量居中；各前作烤煙的淀粉含量都在適宜范圍內(nèi)。不同前作烤煙淀粉含量存在顯著差異（Sig=0.033），C3F等級以油菜茬烤煙淀粉含量最高，小麥茬烤煙淀粉含量最低，前后兩者差異達(dá)顯著水平，其他前作烤煙淀粉含量居中，且差異不顯著。

表1 不同前作烤煙的化學(xué)成分含量差異

2.2 不同前作烤煙化學(xué)成分協(xié)調(diào)性的比較

烤煙的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性在不同前作間存在一定差異（表2）。通常認(rèn)為氮堿比在1左右為宜，若此值小于0.5～0.6，通常是煙堿含量過高。不同前作烤煙的氮堿比存在顯著差異，前作烤煙的氮堿比均在適宜范圍內(nèi)，以空閑地烤煙氮堿比最高，除與豌豆茬烤煙相比差異不顯著外，與其他前作烤煙相比達(dá)顯著水平；糖堿比是衡量煙葉吸味優(yōu)劣、刺激性大小的一個指標(biāo)。一般來講，該比值接近10的煙葉為好，比值過大，兩種成分不協(xié)調(diào)，表現(xiàn)為香氣平淡，勁頭不足，比值過小表現(xiàn)為勁頭大，香氣粗糙，刺激性大，并具有較強(qiáng)的苦味。不同前作烤煙的糖堿比不存在極顯著差異，但個別前作間存在顯著差異。鉀氯比和煙葉的燃燒性密切相關(guān)，一般認(rèn)為8以上為宜，不同前作烤煙鉀氯比存在顯著差異，各前作烤煙鉀氯比均較高，處于適宜范圍。從各前作烤煙鉀氯比的平均值來看，以玉米茬烤煙鉀氯比最大，高達(dá)21.67，最小的是綠肥茬烤煙，其鉀氯比亦達(dá)13.97。

表2 不同前作烤煙的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性差異

表3 不同前作烤煙主要化學(xué)成分及其派生值變異系數(shù)比較 （%）

2.3 不同前作烤煙主要化學(xué)成分及其派生值變異情況比較

各前作烤煙化學(xué)成分和派生值均存在一定的變異（表3），變異系數(shù)范圍均在10%～100%，屬于中等程度的變異。玉米茬烤煙總糖含量變異最小，蠶豆茬烤煙總糖含量變異最大；蠶豆茬烤煙還原糖含量變異最大，玉米茬烤煙變異最??；總氮含量變異以蠶豆前作最大，玉米茬烤煙總氮含量變異最小，其他前作烤煙總氮含量變異系數(shù)均在20%左右。各前作烤煙的煙堿含量變異系數(shù)都在30%以上，以綠肥茬烤煙煙堿含量變異最大，玉米茬烤煙煙堿含量變異最小。各前作烤煙鉀含量均存在一定的變異，蠶豆茬烤煙鉀含量變異最小，玉米茬烤煙鉀含量變異最大；玉米茬烤煙氯含量變異最小，大麥茬烤煙氯含量變異最大。各前作烤煙氮堿比存在不同程度的變異，以綠肥前作變異最大，玉米前作變異最小；各前作烤煙糖堿比存在較大的變異，變異系數(shù)最小的是前作為玉米的烤煙(42.22%)，變異系數(shù)最大的是前作為綠肥的烤煙（72.94%）；不同前作的烤煙鉀氯比均存在一定的變異，以空閑地烤煙鉀氯比變異系數(shù)最大，玉米前作烤煙的鉀氯比變異系數(shù)最小。

2.4 不同前作烤煙化學(xué)成分協(xié)調(diào)性賦值得分的差異

為了對不同前作烤煙的化學(xué)成分作進(jìn)一步的評價和比較，參照鄧小華的方法對烤煙主要化學(xué)成分進(jìn)行了賦值（表4）。從還原糖賦值得分來看，最高的是玉米茬烤煙（75.00），最低的是大麥茬烤煙（53.13）；從總氮賦值得分來看，最高的是玉米茬烤煙（88.33），最低的是油菜茬烤煙（76.33）；從煙堿賦值得分來看，各前作烤煙得分均較低，最高的是玉米茬烤煙（58.17），最低的是蠶豆茬烤煙（33.33）；從淀粉賦值得分來看，各前作烤煙得分均較高（90以上），最高的是綠肥茬烤煙，高達(dá)99.67，最低的蠶豆茬烤煙亦高達(dá)91.25；從鉀含量的賦值得分來看，各前作烤煙得分均很低，最低的是玉米茬烤煙，僅為31.00，最高的綠肥茬烤煙也僅為51.00；從各前作氮堿比賦值得分來看，各前作得分均低于70，最低的是蠶豆茬烤煙，僅為55.00，玉米茬烤煙得分最高，亦僅為69.33；從各前作烤煙糖堿比得分的情況看，所有前作烤煙的得分均很低，最高的玉米茬烤煙得分為60.67，最低的蠶豆茬烤煙得分僅為33.33；從各前作烤煙的鉀氯比賦值得分來看，所有前作烤煙的得分均十分高，最高的達(dá)100(玉米)，最低的亦達(dá)93.48（油菜）；從賦值總分來看，玉米茬烤煙得分最高（579.17），最低的是蠶豆茬烤煙(489.17 )，蠶豆茬烤煙較低的煙堿得分、氮堿比得分及糖堿比得分是其總得分較低的主要原因。

表4 不同前作烤煙主要化學(xué)成分協(xié)調(diào)性賦值得分差異

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果顯示，烤煙主要化學(xué)成分及協(xié)調(diào)性指標(biāo)在不同前作間存在顯著或極顯著差異，不同等級烤煙對前作的響應(yīng)存在差異。曲靖富源地區(qū)，不同前作對烤煙化學(xué)成分的影響表現(xiàn)為（1）不同前作烤煙的主要化學(xué)成分及部分品質(zhì)指標(biāo)存在顯著或極顯著差異；（2）在幾個不同前作中，玉米茬烤煙除鉀含量和氯含量偏低外，其他各項化學(xué)指標(biāo)均較為適宜，除鉀含量以外的各項化學(xué)指標(biāo)的變異也較小，同時玉米茬烤煙除鉀含量以外的其他化學(xué)成分及指標(biāo)賦值得分亦較高；（3）從賦值總分來看，玉米茬烤煙得分最高（579.17），最低的是蠶豆茬烤煙(489.17 )，居中依次是豌豆、綠肥、小麥、空閑、油菜和大麥茬烤煙。

在曲靖富源煙區(qū)玉米是烤煙較好的前作，蠶豆作為烤煙前作表現(xiàn)較差，不宜作為烤煙前作，其他前作表現(xiàn)居中。然而深入分析發(fā)現(xiàn)，在所研究的不同前作條件下，烤煙施肥水平以及其它管理措施是基本一致的，并未針對不同的前作采取差異化的生產(chǎn)技術(shù)措施，不同前作烤煙化學(xué)成分的差異僅是在現(xiàn)行統(tǒng)一的生產(chǎn)技術(shù)措施下產(chǎn)生的。目前生產(chǎn)上采取的統(tǒng)一的施肥技術(shù)及其它生產(chǎn)技術(shù)措施，或許并不適合所有的前作，難以最大限度地發(fā)揮不同前作的烤煙生產(chǎn)及煙葉品質(zhì)潛力，在這種情況下，籠統(tǒng)地評價不同前作適宜與否顯得欠為妥當(dāng)。因而探明不同前作的茬口特性，針對其不同特性研究不同前作下烤煙最適生產(chǎn)技術(shù)措施，對不同前作下烤煙生產(chǎn)實行差異化管理顯得尤為必要，這將有利于發(fā)揮不同前作下烤煙生產(chǎn)潛力及煙葉品質(zhì)潛力。

該研究存在一定的不足，首先研究僅基于2008年一年定位試驗數(shù)據(jù)，未作多年重復(fù)；其次未對相應(yīng)田塊土壤做長年的跟蹤調(diào)查和定位監(jiān)測；再者由于各試驗點除前作不同以外，其它條件亦存在一定的差異。因此研究結(jié)果僅是一個初步的結(jié)論，欠缺之處將在以后的研究中加以彌補(bǔ)和完善。

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